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原始重力波のガウス性検定によるインフレーション宇宙の徹底究明

研究課題

研究課題/領域番号 17H07319
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関香川高等専門学校

研究代表者

白石 希典  香川高等専門学校, 一般教育科(高松キャンパス), 助教 (00803446)

研究協力者 Bartolo Nicola  
Orlando Giorgio  
Franciolini Gabriele  
Kehagias Alex  
Riotto Antonio  
Thorne Ben  
藤田 智弘  
羽澄 昌史  
片山 伸彦  
小松 英一郎  
Liguori Michele  
Fergusson James R.  
Tansella Vittorio  
杉山 尚徳  
奥村 哲平  
Ravenni Andrea  
Domenech Guillem  
平松 尚志  
Lin Chunshan  
佐々木 節  
Wang Yi  
研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード原始重力波 / 非ガウス性 / インフレーション / CMB / アクシオン / Chern-Simons修正重力 / 超弦理論 / パリティの破れ / 宇宙マイクロ波背景放射 / massive gravity
研究成果の概要

本研究の目標は、原始重力波のガウス性検定を通してインフレーション中に存在する素粒子の個数や性質を特定し、宇宙の始まりに関する理解を深めることである。そのために、重力子やアクシオンに関する理論的、観測的研究を行った。
前者では、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の既存データから重力子の質量を推定し、ゼロと無矛盾であることを突き止めた。後者では、CMBや背景重力波の将来観測計画(LiteBIRDやLISA)が成功すれば、アクシオンの基本的性質(ゲージ場との結合の強さなど)に対する未知の情報が得られることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究で得た重力子の質量の上限値は世界初のものであり、観測される宇宙像と無矛盾なインフレーションモデルを構築する上で貴重な情報となっている。一方で、将来的に高解像度のCMBデータ解析が実現すれば、微小な質量を持つ重力子も見つかるかもしれない。また、アクシオンの性質に関しても、宇宙観測技術の精度向上とともに新たな情報にアクセスできる可能性がある。
本研究は、宇宙開闢に関する最新の理解を提供するとともに、将来研究の道筋を示す役割も担っている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Padova/INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Geneve(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Technical University of Athens(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Padova/INFN/INAF(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Geneve(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford/University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Astrophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Measuring chiral gravitational waves in Chern-Simons gravity with CMB bispectra2019

    • 著者名/発表者名
      Bartolo Nicola、Orlando Giorgio、Shiraishi Maresuke
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2019 号: 01 ページ: 050-050

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/01/050

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detecting higher spin fields through statistical anisotropy in the CMB bispectrum2018

    • 著者名/発表者名
      Franciolini Gabriele、Kehagias Alex、Riotto Antonio、Shiraishi Maresuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 4 ページ: 043533-043533

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.043533

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detecting higher spin fields through statistical anisotropy in the CMB and galaxy power spectra2018

    • 著者名/発表者名
      Bartolo Nicola、Kehagias Alex、Liguori Michele、Riotto Antonio、Shiraishi Maresuke、Tansella Vittorio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 2 ページ: 023503-023503

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.023503

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CMB bounds on tensor-scalar-scalar inflationary correlations2018

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Maresuke、Liguori Michele、Fergusson James R.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 01 ページ: 016-016

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/01/016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Finding the chiral gravitational wave background of an axion-SU(2) inflationary model using CMB observations and laser interferometers2018

    • 著者名/発表者名
      Thorne Ben、Fujita Tomohiro、Hazumi Masashi、Katayama Nobuhiko、Komatsu Eiichiro、Shiraishi Maresuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 4 ページ: 043506-043506

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.043506

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CMB scale dependent non-Gaussianity from massive gravity during inflation2017

    • 著者名/発表者名
      Dom?nech Guillem、Hiramatsu Takashi、Lin Chunshan、Sasaki Misao、Shiraishi Maresuke、Wang Yi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2017 号: 05 ページ: 034-034

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/05/034

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Primordial non-Gaussianity with μ-type and y-type spectral distortions: exploiting Cosmic Microwave Background polarization and dealing with secondary sources2017

    • 著者名/発表者名
      Ravenni Andrea、Liguori Michele、Bartolo Nicola、Shiraishi Maresuke
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2017 号: 09 ページ: 042-042

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/09/042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Limits on statistical anisotropy from BOSS DR12 galaxies using bipolar spherical harmonics2017

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Naonori S.、Shiraishi Maresuke、Okumura Teppei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 473 号: 2 ページ: 2737-2752

    • DOI

      10.1093/mnras/stx2333

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Current and future constraints on gravitational wave non-Gaussianities2019

    • 著者名/発表者名
      Maresuke Shiraishi
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark, YITP
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Finding higher spinning particles through cosmic symmetry breakings2019

    • 著者名/発表者名
      Maresuke Shiraishi
    • 学会等名
      Colloquiums and Seminars, ASIAA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CMB B-mode non-Gaussianity search2017

    • 著者名/発表者名
      白石希典
    • 学会等名
      LiteBIRD F2F会議、岡山大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Seeking higher spin fields through cosmic symmetry breakings2017

    • 著者名/発表者名
      白石希典
    • 学会等名
      宇宙論セミナー、神戸大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2022-06-14  

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